平凡人
第1楼2009/09/17
2.1光气法
光气法为传统的碳酸二甲酯合成方法。采用光气和甲醇为原料,反应分两步进行,首先光气与甲醇反应生成氯甲酸甲酯,氯甲酸甲酯再与甲醇反应生成碳酸二甲酯。化学反应式如下:
虽能工业规模生产碳酸二甲酯,但存在工艺复杂、原料剧毒、副产物盐酸腐蚀性强、环境污染严重等问题,生产成本较高,属于淘汰型工艺,不宜推广。
2.2酯交换法
该法以环氧乙烷、CO2和甲醇为原料联产碳酸二甲酯和乙二醇。反应分两步进行:CO2与环氧乙烷反应生成碳酸亚乙酯,然后碳酸亚乙酯与甲醇在催化剂的作用下,经过酯基转移生成碳酸二甲酯和乙二醇。酯交换催化剂是IV族均相催化剂负载在含叔胺及季铵功能团的树脂上的硅酸盐等。该工艺可避免环氧乙烷水解生成乙二醇,可实现甲醇高选择性地联产碳酸二甲酯和乙二醇。酯交换法化学反应式如下:
该法具有收率高、无腐蚀、无毒等特点,因而应用较广泛。但原料来源困难,生产成本很高。目前我国碳酸二甲酯生产主要采用酯交换法。
2.3甲醇氧化羰基化法
该法以CH3OH、CO和O2为原料,反应分两步进行,首先甲醇、氧气和氯化亚铜反应生成甲氧基氯化亚铜,然后与CO反应生成碳酸二甲酯。该法有液相法和气相法两种工艺,其关键是催化剂的选用。其化学反应式如下:
与传统的光气法、酯交换法工艺技术相比,甲醇氧化羰基化法原料价廉易得,腐蚀性小,生产清洁化程度高,成本低且理论上甲醇全部转化为DMC,无其他有机物生成,受到工业界极大重视,是碳酸二甲酯目前最优先使用的方法。特别是随着近年来人们环保意识的增强,无三废、清洁工艺和绿色产品日益受到人们重视,医药化学工业中剧毒、高污染化学品的生产与使用越来越受到制约,甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯的生态效益显著,具有重要的推广应用价值。
平凡人
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3碳酸二甲酯的应用
碳酸二甲酯的应用十分广泛,其主要应用领域有以下几个方面:
3.1替代硫酸二甲酯作甲基化试剂
碳酸二甲酯替代硫酸二甲酯作甲基化试剂,可合成苯甲醚,合成医药产品安乃近、咖啡因、安替比林和甲氧基嘧啶等,合成农药产品甲胺磷等。
如合成苯甲醚,目前用硫酸二甲酯作甲基化试剂,副产物硫酸氢甲酯。用碳酸二甲酯代替DMS与苯酚生产苯甲醚,副产物为甲醇和CO2,反应收率高,反应副产物也易于处理。
3.2替代光气作羰基化试剂
碳酸二甲酯替代剧毒光气进行羰基化反应,可合成聚碳酸酯等材料,可用于异氰酸酯的合成,可生产氨基甲酸酯类农药等等。
聚碳酸酯是一种重要的工程塑料。传统工艺是以光气、双酚A为原料,二氯甲烷为溶剂来制备的。改用碳酸二甲酯,首先碳酸二甲酯与酚进行酯交换反应生成碳酸二苯酯(DPC);碳酸二苯酯与双酚A进一步反应生成聚碳酸酯。产品纯度高、质量好,可用于制造磁带、磁盘等光电子产品。
平凡人
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3.3制造新产品
碳酸二甲酯还可以合成长链烷基碳酸酯(合成润滑油材料)、合成二氨基脲(锅炉除垢剂)等。
3.4作为新型的燃油添加剂
碳酸二甲酯是一种很有前途的汽油添加剂,分子中的含氧量高达53%,且辛烷值高,在提高燃油辛烷值及含氧量方面十分理想,碳酸二甲酯可作抗爆剂和甲基叔丁基醚的替代品,而且碳酸二甲酯在燃油中有良好的可溶性和低蒸汽压,使燃油利于贮存,燃烧时很充分,减少环境污染。
3.5作溶剂
碳酸二甲酯具有优良的溶解性能,其熔、沸点范围窄,表面张力大,粘度低,介质界电常数小,同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度,作为低毒溶剂,还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限高等特点,因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂。碳酸二甲酯可代替氯氟烃、三氯乙烷等破坏大气臭氧层的物质用作清洗剂,还可用于涂料工业和医药行业。在油漆、涂料和胶粘剂行业中,碳酸二甲酯可替代甲苯类有毒溶剂。
碳酸二甲酯作为一种绿色化工原料,目前正受到世界各国的重视,是有机合成的新基石。目前,由于碳酸二甲酯市场尚不大,其价格较高,尚不能大量代替光气和硫酸二甲酯,用途受到限制。但是随着碳酸二甲酯合成技术的不断改进和完善,应用及生产规模不断扩大,生产成本会逐渐降低,价格也会随之而下降。随着人们对环境污染及安全生产的日益重视,光气和硫酸二甲酯等有害物质的使用将会受到严格控制或禁用,必将被DMC所取代.专家预言,碳酸二甲酯的应用,将有效推进化工业“绿色”生产步伐,并带动高分子合成、有机化工、精细化工、医药农药和环保等相关行业的发展,前景广阔。
参考文献:
[1]沈玉龙, 魏利滨, 曹文华.绿色化学[M]. 北京:中国环境科学出版社. 2004年2月.
[2]宋晓岚,詹益兴.绿色化工技术与产品开发[M].北京:化学工业出版社.2005年4月.
工农兵
第6楼2009/09/18
属于这类的试剂,还有其他的吗?第一次接触这类的试剂。